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El ensayo de tensión uniaxial
El ensayo de tensión uniaxial: Curva de carga vs elongación
Diversos tipos de curvas carga vs. Elongación en metales
El ensayo de tensión uniaxial: Definiciones
El ensayo de tensión uniaxial: Definiciones
El ensayo de tensión uniaxial: Definiciones
Esfuerzo-deformación: Curva Real
Esfuerzo-deformación: Curva Real
Ecuación de Hollomon Esfuerzo-deformación: Curva Real
Esfuerzo-deformación: Curva Real
Ensayo uniaxial en cerámicas
Ensayo uniaxial en materiales elastoméricos
Bases de la deformación elástica: El enlace atómico
Bases de la deformación elástica: El enlace atómico
Es decir, las deformaciones macroscópicas elásticas, son el resultado
de un cambio en el espaciado interatómico por efecto de un esfuerzo.
La deformación macroscópica elástica en
una dirección dada es:
00
0
l
l
l
ll
Es igual al cambio fraccionario promedio del
espaciado interatómico en esa misma
dirección 00
0
r
r
r
rr
Bases de la deformación elástica: El enlace atómico
El módulo de Young (E) es proporcional a la pendiente de la curva de
fuerza de enlace en el valor de equilibrio r0
a0
. Como en materiales cristalinos el
intervalo de deformación elástica
excede el 0,5%, se puede
observar que para dicho rango la
pendiente es constante (coincide
con la curva de fuerza).
En consecuencia, para la mayoría de las situaciones
prácticas, el esfuerzo es una función lineal de la
deformación (Teoría Elástica)
Bases de la deformación plástica: Dislocaciones
Importancia de las dislocaciones
Es un mecanismo para la deformación plástica de los metales, ya que
el esfuerzo aplicado causa el movimiento de las dislocaciones.
El deslizamiento explica porque la resistencia de los metales es mucho
mas baja que el valor calculado a partir de la unión metálica
(rompimiento de enlaces) [103 – 104 más baja que la resistencia teórica]
El deslizamiento proporciona ductilidad a los metales, de lo contrario
éstos serian frágiles y no podrían ser conformados
Se controlan las propiedades mecánicas de un metal o aleación
interfiriendo el movimiento de las dislocaciones (un obstáculo introducido
en el cristal evita que una dislocación se deslice, a menos que se
apliquen esfuerzos mayores, por lo tanto aumenta la resistencia).
Defectos de la red cristalina y su efecto sobre la deformación plástica
Importancia de los defectos puntuales
Los defectos puntuales alteran el arreglo perfecto de los átomos
circundantes, distorsionando la red a lo largo de cientos de
espaciamientos atómicos, a partir del defecto.
Una dislocación que se mueva a través de las cercanías de un
defecto puntual encuentra una red en la cual los átomos no están en
sus posiciones de equilibrio.
Esta alteración requiere que se aplique un esfuerzo mayor para
que la dislocación venza al defecto, incrementando así la resistencia
y dureza del material
Defectos de la red cristalina y su efecto sobre la deformación plástica
Defectos de superficie
Son los límites o los planos que separan un material en regiones,
cada región tiene la misma estructura cristalina, pero distinta
orientación
Las dimensiones exteriores del material representan superficies en
donde termina el cristal. Cada átomo en la superficie ya no tiene el
número adecuado de coordinación y se interrumpe el enlazamiento
atómico
El límite de grano, que es la superficie que separa los granos
individuales, es una zona angosta donde los átomos no tienen la
distancia correcta entre sí, existen zonas de compresión y otras de
tracción.
Defectos de la red cristalina y su efecto sobre la deformación plástica
(a) Esquema que muestra el ordenamiento de los átomos en la formación
del borde de grano. (b) Granos y límites de grano en una muestra de acero
inoxidable.
Defectos de la red cristalina y su efecto sobre la deformación plástica
Un método para controlar las propiedades de un material es controlar
el tamaño del grano, ya sea durante la solidificación o durante el
tratamiento térmico.
En metales los límites de grano se originan durante la solidificación
cuando los cristales formados a partir de diferentes núcleos crecen
simultáneamente juntándose unos con otros
Al reducir el tamaño de grano, se aumenta la resistencia del material,
ya que no permiten el deslizamiento de las dislocaciones
Un material con un tamaño de grano grande tiene menor resistencia y
menor dureza.
Defectos de la red cristalina y su efecto sobre la deformación plástica
Importancia de los defectos
En los materiales metálicos, los defectos como las dislocaciones,
defectos puntuales y límites de grano sirven como obstáculo a las
dislocaciones.
Es posible controlar la resistencia de un material metálico controlando la
cantidad y el tipo de imperfección
Endurecimiento por deformación
Endurecimiento por solución sólida
Endurecimiento por tamaño de grano
Defectos de la red cristalina y su efecto sobre la deformación plástica
Si la dislocación en el punto A se mueve hacia la izquierda, será
bloqueada por el defecto puntual. Si se mueve hacia la derecha, interactúa
con la red perturbada cerca de la dislocación, en el punto B. Si se mueve
aún más hacia la derecha, quedará bloqueada por el borde de grano.
Defectos de la red cristalina y su efecto sobre la deformación plástica
Endurecimiento por deformación
Los átomos vecinos a una
línea de dislocación están
en compresión y/o
tracción.
Se requieren esfuerzos
mayores para mover una
dislocación cuando se
encuentra con otra
dislocación
Metal más resistente Al incrementar el número de
dislocaciones, se aumenta la
resistencia del material
Defectos de la red cristalina y su efecto sobre la deformación plástica
Trabajo en frío de los Metales
Trabajo en frío de los Metales
Trabajo en frío de los Metales
Endurecimiento por deformación
Trabajo en frío de los Metales
Endurecimiento por deformación
Trabajo en frío de los Metales: Influencia sobre el
esfuerzo de fluencia y la resistencia tensil máxima Endurecimiento por deformación
Trabajo en frío de los Metales: Efecto
sobre la ductilidad
Endurecimiento por deformación
Trabajo en frío (Endurecimiento por deformación)
Trabajo en frío (Endurecimiento por deformación)
